氧化锆氧分析仪的测量原理及典型仪表

DC-YH系列氧化锆氧分析仪的测量原理及典型仪表

一、基体结构

    DC-YH系列氧化锆氧传感器是一种高温固体电解质传感器，传感器的基体，常规为萤石型结构或其变体，如下图，可见在ZRO2单位晶胞中心有很大的空隙，有利于氧分子移动。

下图为样气在氧化锆基体横截面图。

二、计算公式 

    从原理上来说，氧化锆氧传感器由氧化锆固体电解质和铂金属点击组成，通过引线将电池电动势转化为电信号引出。（注：在这种类型的传感器中，温度必须高于450°C，然后才能作为电解液导体起作用）。整个电池的电位差由能斯特方程给出。

其中：

E是电位差（伏特）

R是气体常数（8.314 J mol-1 K-1）

T是绝对温度（K）

F是法拉第常数（96484库仑摩尔-1）

P1和P2是氧化锆管两侧氧的分压

因此，能斯特方程可以简化为：

因此，如果其中一个电极上的氧分压已知，并且传感器的温度得到控制，那么通过测量两个电极之间的电位差来计算未知的分压。

需注意，气体的分压等于气体混合物中组分的摩尔浓度乘以气体混合物的总压力。

三、典型仪表

以DC-YH系列为例：

DC-YH系列氧浓度和燃烧效率一体化在线监测系统是基于ZrO2 测量原理，可选择测量Coe传感器测量未完全燃烧的可燃物浓度，组成一个完整的燃烧效率在线监测系统系统测量单元安装在烟道外面，烟气通过倒流管引入到测量单元，原烟气返回烟道。

    氧浓度和燃烧效率一体化在线监测系统可选择定时自动标定功能和自动吹灰功能。

特点

    结构紧凑，结实

    可现场更换变送器，不需要从烟道内取出采样探管

    湿态真实浓度测量，可换算成干态数据

    可选择自动吹灰功能

    可选择在线自动标定或手动标定功能

    不需要参比氧

    精度高，寿命长

技术参数

★测量参数：烟气中氧浓度和可燃物浓度

★ 测量量程: 0---25% O2    0---1000ppm COe (选项)

★ 精度：±0.2%O2 或 ±5%读数, 取*大值    ±50ppm COe 或±20%读数, 取*大值

★  重复性：不大于±1%FS

★  预热时间：30 分钟

★ 响应时间：< 10s

★  使用寿命：大于5年

★  模拟输出：两路4–20 mA ,用户可以设置对应的量程

★  数字输出：RS485 (Modbus协议)

★  供电：18 - 24 VDC, 90 - 100W；100-240VAC (OMS420RT型号)

★  校准气路接口: 螺纹连接，可连接6/4 mm 管，校准可通过气动单元PU420，手动或自动进行

★  反吹气路接口：快速连接头、8mm管，需要连接6-8 bar 压缩空气

★  工作环境温度（电子部分）: -20℃--- +60 ℃

★  防护等级: IP 65

系统结构形式

DC-YH系列

★  显示和ZrO2传感器一体 

★  24VDC供电

★  带安装法兰的导流管

★ 可选择：反吹、COe传感器和PU420气动单元

DC-YH系列

★ 现场ZrO2传感器，远程显示

★带安装法兰的导流管

★100-240VAC供电  10m连接电缆

★  可选择：反吹、COe传感器和PU420气动单元

DC-YH系列  高温用                                  

★ 现场ZrO2传感器，远程显示                        

★ 100-240VAC供电

★ 10m连接电缆★ 安装法兰带喷射器和陶瓷导流管

★可选择：反吹、COe传感器和PU420气动单元

选项: PU420气动单元                 

PU420气动单元安装在离探测器附近（5m），通过特殊电缆和气路管线连接到OMS420N。洁净空气和气瓶气通过自动或手动连接到校准接口。整个校准过程不需要将探测器从烟道内取出。